新華社北京1月13日電作為一種最尋常的基本粒子,中子可能有著不同尋常的黑暗秘密。美國科學(xué)家新近提出,中子會衰變成暗物質(zhì)粒子,這種中子“暗衰變”可以解釋中子壽命“測不準(zhǔn)”的原因。
被束縛在原子核里的中子很穩(wěn)定,但自由中子的壽命大約只有15分鐘,它會進行貝塔衰變,產(chǎn)生一個質(zhì)子、一個電子和一個反中微子。測量自由中子的壽命有兩種主要方法,一種是根據(jù)衰變產(chǎn)物來推算,另一種是把中子束縛在容器里,統(tǒng)計特定時間后剩下的中子數(shù)量。
到目前為止,這兩種方法的測量結(jié)果始終存在約8秒的差異,根據(jù)衰變推算的結(jié)果約為888秒,束縛在容器里的方法為879.6秒。這有可能是因為存在系統(tǒng)誤差,但也可能是因為中子還有不為人知的衰變方式,只統(tǒng)計貝塔衰變會把中子壽命估計得過長。
英國《新科學(xué)家》雜志最近報道,美國加利福尼亞大學(xué)圣迭戈分校的兩位物理學(xué)家提出,中子可能衰變成暗物質(zhì)粒子。中子每發(fā)生一百次衰變,大約有一次是這樣的“暗衰變”,產(chǎn)生的暗物質(zhì)粒子質(zhì)量與中子相近。
根據(jù)這個新模型,暗衰變會產(chǎn)生特定能量的單色光子和電子-正電子對,尋找這些粒子可以檢驗該理論是否正確。如果得到證據(jù)支持,這將是暗物質(zhì)研究方面的一大突破;另一方面,確定自由中子的壽命也對物理學(xué)有重要意義。
根據(jù)目前的宇宙模型,我們熟悉的物質(zhì)只占宇宙的約5%,另有約27%是除引力外基本不與普通物質(zhì)相互作用的“暗物質(zhì)”,還有約68%是產(chǎn)生斥力而不是引力的“暗能量”。對于暗物質(zhì)的本質(zhì),科學(xué)界提出了多種設(shè)想,包括一些假想中的粒子,如大質(zhì)量弱相互作用粒子、軸子、惰性中微子等,但迄今尚無確切證據(jù)支持任何一種理論。
被束縛在原子核里的中子很穩(wěn)定,但自由中子的壽命大約只有15分鐘,它會進行貝塔衰變,產(chǎn)生一個質(zhì)子、一個電子和一個反中微子。測量自由中子的壽命有兩種主要方法,一種是根據(jù)衰變產(chǎn)物來推算,另一種是把中子束縛在容器里,統(tǒng)計特定時間后剩下的中子數(shù)量。
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英國《新科學(xué)家》雜志最近報道,美國加利福尼亞大學(xué)圣迭戈分校的兩位物理學(xué)家提出,中子可能衰變成暗物質(zhì)粒子。中子每發(fā)生一百次衰變,大約有一次是這樣的“暗衰變”,產(chǎn)生的暗物質(zhì)粒子質(zhì)量與中子相近。
根據(jù)這個新模型,暗衰變會產(chǎn)生特定能量的單色光子和電子-正電子對,尋找這些粒子可以檢驗該理論是否正確。如果得到證據(jù)支持,這將是暗物質(zhì)研究方面的一大突破;另一方面,確定自由中子的壽命也對物理學(xué)有重要意義。
根據(jù)目前的宇宙模型,我們熟悉的物質(zhì)只占宇宙的約5%,另有約27%是除引力外基本不與普通物質(zhì)相互作用的“暗物質(zhì)”,還有約68%是產(chǎn)生斥力而不是引力的“暗能量”。對于暗物質(zhì)的本質(zhì),科學(xué)界提出了多種設(shè)想,包括一些假想中的粒子,如大質(zhì)量弱相互作用粒子、軸子、惰性中微子等,但迄今尚無確切證據(jù)支持任何一種理論。
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